JP2001011553A - 亜鉛合金の鋳造方法 - Google Patents
亜鉛合金の鋳造方法Info
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Abstract
のホットチャンバーダイカスト機による鋳造方法を提供
する。 【解決手段】 ホットチャンバー型ダイカスト機を用い
て亜鉛合金を鋳造するに際し、銅、ニッケル、マンガン
のうち一種類以上の合計が3重量%以下含まれ、チタ
ン、ジルコニウムのうち一種以上の合計が1重量%以下
であり、アルミニウム、マグネシウムのうち一種類以上
の合計が0.5重量%以下であり、残部が亜鉛と不可避不
純物からなる合金で鋳造する。
Description
クリープ性に優れた合金のホットチャンバーダイカスト
機による鋳造方法に関する。
部品、家電製品部品、建築金物、玩具等雑貨部品など広
汎に使用されている。これらには生産性の高いホットチ
ャンバーダイカスト機が使用できる亜鉛−アルミ系合金
が使用されてきた。
量:4重量%)は耐クリープ性が劣ることから、最近耐
クリープ性を改善した亜鉛合金が提案されている(特開
平9−41057号公報,特開平9−272932号公
報参照)。
はアルミレス系であり一般的にはホットチャンバーダイ
カストが困難であるとされてきた。
技術の課題を解消し、耐クリープ性を改善した亜鉛合金
を生産性が高く業界に広く普及しているホットチャンバ
ー型ダイカスト機で鋳造することを目的とする。
鉛合金がホットチャンバー機で鋳造できないとされてき
たのは、一般的な亜鉛−アルミ系合金と同じ条件で鋳造
しようとしたこと、あるいは、せいぜい融点の差だけ溶
湯温度を上げて鋳造を試みた際にプランジャーがスリー
ブ内で『カジル』ということが一つであった。
適した射出部の条件に着目し最適化することで本課題を
解決した。
げることに還元せず射出部の温度も上げ鋳造時の熱のバ
ランスを考慮した。言い替えると、鋳造時にグーズネッ
クやノズル部で溶湯が固化しない条件知見した。
の亜鉛合金の発明は、ホットチャンバー型ダイカスト機
を用いて鋳造する亜鉛合金であって、銅、ニッケル、マ
ンガンのうち一種類以上の合計が3重量%以下含まれ、
チタン、ジルコニウムのうち一種以上の合計が1重量%
以下であり、残部が亜鉛と不可避不純物からなることを
特徴とする。
チャンバー型ダイカスト機を用いて鋳造する亜鉛合金で
あって、銅、ニッケル、マンガンのうち一種類以上の合
計が3重量%以下含まれ、アルミニウム、マグネシウム
のうち一種類以上の合計が0.5重量%以下であり、残部
が亜鉛と不可避不純物からなることを特徴とする。
チャンバー型ダイカスト機を用いて鋳造する亜鉛合金で
あって、銅、ニッケル、マンガンのうち一種類以上の合
計が3重量%以下含まれ、チタン、ジルコニウムのうち
一種以上の合計が1重量%以下であり、アルミニウム、
マグネシウムのうち一種類以上の合計が0.5重量%以下
であり、残部が亜鉛と不可避不純物からなることを特徴
とする。
1乃至請求項3のいずれか一項において、100℃での
クリープ速度が1.0×10-4以下であることを特徴とす
る。
は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用い、ホットチャンバ
ー型ダイカスト機を用いて鋳造することを特徴とする。
て、溶解ポット内の溶湯中の配されてなり、該入口ポー
トから注入された溶湯をプランジャーの押圧によりノズ
ルから射出するグーズネック射出部を備え、下記(1)
乃至(3)の条件を同時に満足しつつ連続的に鋳造する
ことことを特徴とする。 (1)上記グーズネック射出部の温度が510〜590
℃である。 (2)ノズルの温度が510〜590℃である。 (3)プランジャーとスリーブのクリアランスが0.1か
ら0.5mmである。
おいて、下記(1)乃至(4)の鋳造条件を同時に満足
しつつ連続的に鋳造することことを特徴とする。 (1)溶湯温度が430℃〜480℃である。 (2)鋳造圧力が50kgf/cm2 〜300kgf/cm2 であ
る。 (3)金型温度が100℃〜250℃である。 (4)型締時間が0.2秒〜4秒である。
スト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、溶解
ポット内の溶湯中に配されてなり、入口ポートから注入
された溶湯をプランジャーの押圧によりノズルから射出
するグーズネック射出部を備えると共に、プランジャー
とスリーブ又はリング材とのクリアランスを0.1から0.
5mmとしてなることを特徴とする。
スト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、溶解
ポットの表面にアルミ鍍金層,カオリン塗布層又はセラ
ミックス被覆層の少なくとも一種以上を施してなること
を特徴とする.
ダイカスト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用
いて鋳造するホットチャンバー型ダイカスト機であっ
て、射出部外周部にアルミナ,ジルコニア,チタニア,
マグネシア,窒化チタン,窒化ホウ素の少なくとも一種
の被覆層又はこれらの複合層若しくはセラミックス溶射
層を形成してなることを特徴とする。
ダイカスト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用
いて鋳造するホットチャンバー型ダイカスト機であっ
て、上記セラミックス被覆層がアルミナ,ジルコニア,
チタニア,マグネシア,窒化チタン,窒化ホウ素の少な
くとも一種の被覆層又はこれらの複合層若しくはセラミ
ックス溶射層であることを特徴とする。
ダイカスト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用
いて鋳造するホットチャンバー型ダイカスト機であっ
て、射出部のスリーブ又はリング材が、請求項1〜3の
いずれかの亜鉛合金溶湯に480℃で24時間浸漬した
場合の浸食深さが0.1mm以下である金属又は金属基複
合材料からなることを特徴とする。
カスト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて
鋳造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、射
出部のスリーブ又はリング材がコバルト基合金、ニッケ
ル基合金、マンガン基合金、鉄基合金、モリブデン基合
金、タングステン基合金及びこれらにWC,TiN,S
iC,SiNを複合させた金属基複合材料を用いてなる
ことを特徴とする。
カスト機の発明は、請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて
鋳造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、射
出部のスリーブ又はリング材の表面にコバルト基合金、
ニッケル基合金、マンガン基合金、鉄基合金、モリブデ
ン基合金、タングステン基合金及びこれらにWC,Ti
N,SiC,SiNを複合させた金属基複合材料からな
る層を肉盛溶接又は溶射により形成してなることを特徴
とする。
請求項5乃至請求項7により得られたことを特徴とす
る。
図面を参照しつつ説明する。
概略図である。図1に示すように、ホットチャンバー型
ダイカスト機は、溶解ポット11内の溶湯中の配されて
なり、入口ポート12から注入された溶湯13を先端に
プランジャーチップ14aを有したプランジャー14の
押圧によりノズル15から射出するグーズネック射出部
16を備えてなるものである。
部の温度を510〜590℃の範囲、望ましくは550
℃から590℃の範囲とするのが好ましい。これは、5
10℃未満では溶湯が射出部で固化しやすく安定した鋳
造ができないからであり、また590℃以上では加熱保
持が難しくなるとともに次に述べるが鉄の亜鉛溶湯への
溶出が著しくなるので、共に好ましくないからである。
の問題は改善するが解消されないため、次にプランジャ
ーとスリーブのクリアランスを検討した。すなわち、プ
ランジャー14とスリーブ17のクリアランスを0.1か
ら0.5mm、望ましくは0.2から0.4mmとするのが好
ましい。これは0.2mm未満では『カジリ』は解消され
ず、また、0.5mm以上では溶湯が吹上げる場合があ
り、好ましくないからである。
『カジリ』の発生を抑制したが、連続鋳造の中で亜鉛溶
湯温度が高温側となるため、鉄製の射出部材(SKD6
1)や溶解ポット(鋳鉄あるいは熱延鋼板)の溶出が著
しいことを知見した。
ことが必要である。例えば、溶解ポットはカオリン等塗
型材を塗布する、事前にアルミ鍍金を施すと共に、アル
ミナ,ジルコニア,チタニア,マグネシア,窒化チタ
ン,窒化ホウ素の少なくとも一種の被覆層又はこれらの
複合層若しくはセラミックス溶射層を形成してなるもの
が好ましい。この結果、450℃の純亜鉛溶湯に3時間
浸漬しても浸食されないものとなり、具体的には0.1m
m以下しか浸食されないものとなった。
塗布する、アルミナ,ジルコニア,チタニア,マグネシ
ア,窒化チタン,窒化ホウ素の少なくとも一種の被覆層
又はこれらの複合層若しくはセラミックス溶射層を形成
してなるものが好ましい。また、セラミックス溶射以外
にもCVD法を挙げることができる。
グ等は摩耗を考慮し、コバルト基合金、モリブデン基合
金、タングステン基合金及びこれらにWC,TiN,S
iC,SiN及び上述したセラミックスを複合させた金
属基複合材料等の内盛溶接・溶射等の表面改質に加え、
スリーブだけ、リングだけ材質を全面的に替えることも
有効である。
1の亜鉛合金は、銅,ニッケル,マンガンのうち一種類
以上の合計が3重量%以下含まれ、チタン,ジルコニウ
ムのうち一種以上の合計が1重量%以下であり、残部が
亜鉛と不可避不純物からなるものである。この第1の亜
鉛合金はアルミを全く含まず耐クリープ性に優れたもの
である。なお、銅,ニッケル,マンガンのうち一種類以
上の合計が3重量%以下とするのは、3重量%を超える
とイプシロン相が晶析し、脆化して好ましくないからで
ある。また、チタン,ジルコニウムのうち一種以上の合
計が1重量%以下とするのは、それ以上添加しても耐ク
リープ性の向上効果が飽和し、添加効果がないからであ
る。
ンのうち一種類以上の合計が3重量%以下含まれ、アル
ミニウム,マグネシウムのうち一種類以上の合計が0.5
重量%以下であり、残部が亜鉛と不可避不純物からなる
ものである。この第2の亜鉛合金はアルミを多少含むも
のであるが、耐クリープ性に影響を与えることのないよ
うに0.5重量%以下の添加としたいわゆるアルミレスの
ものとしている。
ンのうち一種類以上の合計が3重量%以下含まれ、チタ
ン,ジルコニウムのうち一種以上の合計が1重量%以下
であり、アルミニウム,マグネシウムのうち一種類以上
の合計が0.5重量%以下であり、残部が亜鉛と不可避不
純物からなるものである。この第3の亜鉛合金はアルミ
を多少含むものであるが、耐クリープ性に影響を与える
ことのないように0.5重量%以下の添加としており、耐
クリープ性の向上を図るチタン,ジルコニウムのうち一
種以上の合計が1重量%以下添加している。
のようにし、鋳造の最適化を行った。 溶湯温度は430℃〜480℃であり、望ましくは4
80℃〜460℃である。 鋳造圧力は50kgf/cm2 〜300kgf/cm2 である。 キャビティへの充填時間は1/100〜10/100
秒、望ましくは1/100〜5/100秒である。 金型温度は100℃〜250℃望ましくは10℃〜2
00℃である。 型締時間は0.2秒〜4秒である。
り従来ホットチャンバーダイカストが困難と言われたア
ルミレス系の耐クリープ性亜鉛合金が安定してホットチ
ャンバーダイカスト鋳造を高い生産性で可能とすること
ができた。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
に示す合金(1)から(8)について、標準の射出部条
件、鋳造条件に対して一部条件を変更してダイカスト鋳
造を実施した。評価は下記のような判定とした。 良好:連続1000ショット成形可能 つまり:溶湯のスリーブ内での固化 鉄の溶出:射出部材が溶ける カジリ:プランジャーがかじる はね湯:射出時に溶湯がはねる 不充填:金型内の充填不足 焼付:金型に鋳物が焼付く
社製)を用いた。但し、溶解ポット内壁はアルミ鍍金の
上カオリンを塗布した。プランジャー表面はTiNコー
ティングを施した。スリーブ内面はステライト肉盛溶接
を施し、グーズネック部表面はカオリン塗布を施した。
製品形状は50×20×厚さ2mmの板状の取付け板と
した。
C2:JIS)とともに示す。 ZDC2:Zn-4Al-0.04 Mg
m
間は1/100秒である。
鉄の溶出やつまり等の不具合があったが、実施例1〜1
4はきわめて良好であった。
下記「表3」に示すような溶解ポット及び射出部材と
し、下記の成形条件で鋳造をして、24時間後の溶湯中
の鉄濃度を分析した。その結果を「表3」に示す。
びスリーブの材質とし、下記の成形条件で鋳造をして、
24時間後の溶湯中の鉄濃度を分析した。その結果を
「表4」に示す。
0ppmの溶出があったが、実施例13〜19はきわめ
て溶出が少ないものとなった。
0ショットで成形が不可能となったが、実施例20〜2
6はきわめて良好であった。
ャンバーダイカスト機での鋳造方法で従来なし得なかっ
た画期的な強度と耐熱特性を融した耐クリープ合金の安
定的で高生産性を有した成形品生産が可能となった。
る。
Claims (15)
- 【請求項1】 ホットチャンバー型ダイカスト機を用い
て鋳造する亜鉛合金であって、 銅、ニッケル、マンガンのうち一種類以上の合計が3重
量%以下含まれ、 チタン、ジルコニウムのうち一種以上の合計が1重量%
以下であり、残部が亜鉛と不可避不純物からなることを
特徴とする亜鉛合金。 - 【請求項2】 ホットチャンバー型ダイカスト機を用い
て鋳造する亜鉛合金であって、 銅、ニッケル、マンガンのうち一種類以上の合計が3重
量%以下含まれ、 アルミニウム、マグネシウムのうち一種類以上の合計が
0.5重量%以下であり、残部が亜鉛と不可避不純物から
なることを特徴とする亜鉛合金。 - 【請求項3】 ホットチャンバー型ダイカスト機を用い
て鋳造する亜鉛合金であって、 銅、ニッケル、マンガンのうち一種類以上の合計が3重
量%以下含まれ、 チタン、ジルコニウムのうち一種以上の合計が1重量%
以下であり、 アルミニウム、マグネシウムのうち一種類以上の合計が
0.5重量%以下であり、残部が亜鉛と不可避不純物から
なることを特徴とする亜鉛合金。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか一項に
おいて、 100℃でのクリープ速度が1.0×10-4以下であるこ
とを特徴とする亜鉛合金。 - 【請求項5】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用い、ホッ
トチャンバー型ダイカスト機を用いて鋳造することを特
徴とする亜鉛合金の鋳造方法。 - 【請求項6】 請求項5において、 溶解ポット内の溶湯中の配されてなり、入口ポートから
注入された溶湯をプランジャーの押圧によりノズルから
射出するグーズネック射出部を備え、下記(1)乃至
(3)の条件を同時に満足しつつ連続的に鋳造すること
ことを特徴とする亜鉛合金の鋳造方法。 (1)上記グーズネック射出部の温度が510〜590
℃である。 (2)ノズルの温度が510〜590℃である。 (3)プランジャーとスリーブ又はリング材とのクリア
ランスが0.1から0.5mmである。 - 【請求項7】 請求項5又は6において、下記(1)乃
至(4)の鋳造条件を同時に満足しつつ連続的に鋳造す
ることことを特徴とする亜鉛合金の鋳造方法。 (1)溶湯温度が430℃〜480℃である。 (2)鋳造圧力が50kgf/cm2 〜300kgf/cm2 であ
る。 (3)金型温度が100℃〜250℃である。 (4)型締時間が0.2秒〜4秒である。 - 【請求項8】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳造
するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 溶解ポット内の溶湯中に配されてなり、入口ポートから
注入された溶湯をプランジャーの押圧によりノズルから
射出するグーズネック射出部を備えると共に、プランジ
ャーとスリーブ又はリング材とのクリアランスを0.1か
ら0.5mmとしてなることを特徴とするホットチャンバ
ー型ダイカスト機。 - 【請求項9】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳造
するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 溶解ポットの表面にアルミ鍍金層,カオリン塗布層又は
セラミックス被覆層の少なくとも一種以上を施してなる
ことを特徴とするホットチャンバー型ダイカスト機。 - 【請求項10】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 射出部外周部にアルミナ,ジルコニア,チタニア,マグ
ネシア,窒化チタン,窒化ホウ素の少なくとも一種の被
覆層又はこれらの複合層若しくはセラミックス溶射層を
形成してなることを特徴とするホットチャンバー型ダイ
カスト機。 - 【請求項11】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 上記セラミックス被覆層がアルミナ,ジルコニア,チタ
ニア,マグネシア,窒化チタン,窒化ホウ素の少なくと
も一種の被覆層又はこれらの複合層若しくはセラミック
ス溶射層であることを特徴とするホットチャンバー型ダ
イカスト機。 - 【請求項12】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 射出部のスリーブ又はリング材が、請求項1〜3のいず
れかの亜鉛合金溶湯に480℃で24時間浸漬した場合
の浸食深さが0.1mm以下である金属又は金属基複合材
料からなることを特徴とするホットチャンバー型ダイカ
スト機。 - 【請求項13】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 射出部のスリーブ又はリング材がコバルト基合金、ニッ
ケル基合金、マンガン基合金、鉄基合金、モリブデン基
合金、タングステン基合金及びこれらにWC,TiN,
SiC,SiNを複合させた金属基複合材料を用いてな
ることを特徴とするホットチャンバー型ダイカスト機。 - 【請求項14】 請求項1乃至4の亜鉛合金を用いて鋳
造するホットチャンバー型ダイカスト機であって、 射出部のスリーブ又はリング材の表面にコバルト基合
金、ニッケル基合金、マンガン基合金、鉄基合金、モリ
ブデン基合金、タングステン基合金及びこれらにWC,
TiN,SiC,SiNを複合させた金属基複合材料か
らなる層を肉盛溶接又は溶射により形成してなることを
特徴とするホットチャンバー型ダイカスト機。 - 【請求項15】 請求項5乃至請求項7により得られた
ことを特徴とする亜鉛合金製品。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11177967A JP2001011553A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 亜鉛合金の鋳造方法 |
KR10-1999-0045513A KR100373959B1 (ko) | 1999-06-24 | 1999-10-20 | 아연 합금 주조품 및 그 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11177967A JP2001011553A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 亜鉛合金の鋳造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001011553A true JP2001011553A (ja) | 2001-01-16 |
Family
ID=16040219
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11177967A Pending JP2001011553A (ja) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | 亜鉛合金の鋳造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001011553A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101906555A (zh) * | 2010-08-05 | 2010-12-08 | 中南大学 | 一种含Mn的抗蠕变轧制锌合金板带材及其制备方法 |
CN102925751A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-02-13 | 常州大学 | 一种锌镍钛铝合金及其制备方法和用途 |
CN105508682A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-20 | 常熟市虞菱机械有限责任公司 | 一种耐磨止回阀 |
CN105568058A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-11 | 常熟市虞菱机械有限责任公司 | 一种耐磨止回阀的制造方法 |
-
1999
- 1999-06-24 JP JP11177967A patent/JP2001011553A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101906555A (zh) * | 2010-08-05 | 2010-12-08 | 中南大学 | 一种含Mn的抗蠕变轧制锌合金板带材及其制备方法 |
CN102925751A (zh) * | 2012-10-29 | 2013-02-13 | 常州大学 | 一种锌镍钛铝合金及其制备方法和用途 |
CN105508682A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-20 | 常熟市虞菱机械有限责任公司 | 一种耐磨止回阀 |
CN105568058A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-05-11 | 常熟市虞菱机械有限责任公司 | 一种耐磨止回阀的制造方法 |
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